PWHT-formel

Varmehastighed

PWHT-processer når typisk temperaturer på over 450 grader Celsius i en time pr. tomme tykkelse, hvilket gør det vigtigt, at opvarmnings- og afkølingshastighederne svarer til dem, der kræves af materialetype, komponentstørrelse/-konfiguration og ønskede gennemblødningstemperaturer. Alt for hurtige opvarmnings- eller afkølingshastigheder kan resultere i uacceptable forvrængninger og termisk inducerede spændinger, hvis de overstiger passende niveauer.

Til store og uhåndterlige emner kan det være nødvendigt at bruge bukke eller understøtninger under lokal varmebehandling med plasmastav (PWHT). Når man designer sådanne understøtninger, skal man tage højde for komponenternes forskellige udvidelses- og sammentrækningsmuligheder samt konstruktionen af disse bukke af materialer, der ikke bliver beskadiget af høje PWHT-temperaturer.

Bredden af hjælpeopvarmningen spiller en væsentlig rolle for effektiviteten af lokal PWHT. Deres indflydelse kan mærkes både under udfældningsproduktionen og på restspændingsreduktionen i BM og WZ efter lokal PWHT; når de øges, vil restspændingsreduktionsniveauerne faktisk også øges. Jo højere en hjælpeopvarmningsbredde er indstillet til, jo større vil dens effekt være.

Som en del af en svejseprocedurespecifikation skal der ud over at specificere iblødsætningstemperaturen og opvarmningshastigheden også defineres en minimum PWHT-tid og -varighed. Desuden skal der være krav til blødgøringsbånd, opvarmede zoner, gradientkontrolbånd og kontrolzoner - med gradientkontrolbånd, der fungerer som områder, hvor der kan anvendes varmeisolering eller ekstra varmeelementer for at opretholde acceptable aksiale temperaturgradienter.

Temperatur

Som en del af deres overholdelse af kodeksspecifikationer skal lokale PWHT-områder opfylde flere krav for at forblive i overensstemmelse. Disse krav omfatter tilfredsstillende gennemblødningsbånd, opvarmede bånd, et acceptabelt aksialt temperaturgradientkontrolbånd og krav til kontrolzoner. Blødgøringsbånd omfatter svejsninger og to HAZ'er, mens opvarmede bånd bruger varmeisolering eller ekstra varmeelementer til at opretholde en acceptabel aksial temperaturgradient fra den PWHT-behandlede zone til omgivelserne. Typisk skal kanttemperaturen for opvarmede bånd være halvt så høj som for gennemblødte bånd.

Tryk

Trykket fra det smeltede metal under PWHT kan forvride komponenterne. For at undgå dette skal emnerne understøttes korrekt under processen - f.eks. ved hjælp af bukke, der er specielt formet til at passe til deres kontur og fremstillet af materialer med samme varmeudvidelsesegenskaber som den komponent, der opvarmes (i tilfælde af trykbeholdere vil dette omfatte indvendige understøtninger ud over udvendige understøtninger).

Forskellige designkoder stiller forskellige krav til PWHT afhængigt af et materiales kemiske sammensætning og tykkelse, herunder dets kemiske sammensætning eller tykkelse. Nogle kræver varmebehandling efter svejsning, når visse værdier overskrides; andre kræver det baseret på dets duktilitet eller sejhed.

Der er dog nogle ligheder i PWHT-kravene i forskellige kodekser; for eksempel er tykkelsesbegrænsningerne i både PD5500 og ASME B31.3 nogenlunde ens, men det er stadig svært at forene disse forskellige krav.

PWHT-kravene afhænger både af materialets iboende hårdhed og styrke og af dets følsomhed over for spændingskorrosion, og nogle ståltyper har grænser helt ned til 32 mm, mens andre kræver op til 150 mm for at fungere ordentligt. Så store variationer kan give betydelige problemer for komponenter, der ikke er designet korrekt.